针对我国果园多分布于丘陵山地等复杂地形和果园作业机具的配套率低的现状,研制了一种果园履带式多功能作业机。为了实现弥雾机、割草机和开沟机等作业装置的快速更换,在作业机后部设计了由液压油缸与挂接板组成的悬挂装置,提高了主机的配套率。在作业机的后方,采用液压马达带动双万向联轴器为作业装置提供动力,实现弥雾、割草和开沟等多种作业。为满足驱动行走与辅助装置工作的要求,设计了相应的液压传动系统。试验表明该作业车最大爬坡度为28°,横向作业坡度为12°,喷雾作业效率为1.2hm^2/h,除草作业效率为0.6hm^2/h,开沟作业速度为2.8km/h,开沟深度与宽度为300mm×300mm。

针对果园经济作物种植模式存在的果园行间和株间中耕除草劳动强度大、株间杂草清除困难、需进行人工二次补耕等问题,设计了一种株间自动避障除草装置。研究了避障装置的耕作要求,结合果园株间除草自动避障装置的工作原理,设计了整机的结构,并对液压控制系统进行了理论分析与设计,最终确定了果园株间除草自动避障装置的设计方案。试验结果表明果园株间自动避障装置在正常作业速度3.5km/h下,碎土率为93.68%,耕作深度为14.64cm,株间漏耕率4.12%,避障通过率为100%,满足了设计要求,提高了果园机械作业效率。

许多果园还是人工背着打药机对果树进行喷雾防治,其效率低下,在消耗大量劳动力的同时也会危害人的身体健康。本文提出了一款可以在小果园使用、能装在中小装载设备上,并且有一定适应能力,可以对不同的果树进行喷雾的喷药装置。该设备能根据树高选择喷药工作模式,通过控制器控制调整水平和竖直电机转动调整到所需模式,启动柱塞泵实现喷药。该设备增加了果树喷药的安全性、提高了喷药效率。

针对果园采摘作业平台自动化程度低、在升降调平和输送果箱过程中稳定性不高的问题,设计了一种新型果园采摘作业平台液压系统,提高了作业平台升降调平和输送果箱时的稳定性。为此,分析了作业平台的结构及工作原理,介绍了液压系统的组成和原理,计算确定了液压系统的各项技术参数,并对各液压元件进行了选型。试验结果表明:该机工作性能良好,液压系统稳定可靠,3h系统温升53℃、升降油缸压力13.8MPa、下输送机构油缸压力13.1MPa、平台举升用时26s、左右调平用时9s等各项检测值均在设计要求范围内,能够满足使用要求。

针对果园作业环境的特点,设计了一套适用于手柄操作拖拉机的转向控制系统,并完成了样机的开发。对原车的转向系统结构的分析,提出了设计方案。通过对设计方案中液压元件的分析,建立了转向系统的数学模型。根据转向系统特点设计了模糊控制规则并使用了模糊PID控制器。在MATLAB中建立仿真模型进行仿真,用仿真结果检验控制系统的动态特性。最后进行了样车试验,试验结果表明：控制系统的跟踪效果、响应速度、控制精度指标满足使用要求。